對于電子愛好者和初學者來說,制作一個簡單、穩定的可調電源是極佳的入門項目。它不僅能讓你熟悉電路搭建和焊接技巧,還能得到一個實用的工具。本文將指導你如何使用低成本、易獲取的AMS1117三端穩壓芯片,制作一個輸出電壓可調的簡易電源模塊。
一、核心元件:認識AMS1117
AMS1117是一款低壓差線性穩壓器,以其性能穩定、外圍電路簡單、價格低廉而廣受歡迎。它有固定電壓輸出(如3.3V、5.0V)和可調電壓輸出(ADJ)兩種型號。我們這里需要使用的是AMS1117-ADJ型號,它可以通過外部分壓電阻來設定輸出電壓。
其基本特性包括:
- 最大輸入電壓:15V(典型值,需查具體型號數據手冊)。
- 輸出電壓范圍:約1.25V至輸入電壓減去壓差(約1.3V)。
- 最大輸出電流:1A(需注意散熱)。
- 壓差:在1A輸出時,典型值為1.3V。這意味著輸出電壓至少要比輸入電壓低1.3V才能穩定工作。
二、電路原理與元件清單
可調輸出的核心原理是利用芯片的參考電壓(Vref,約為1.25V)和外接的兩個電阻R1、R2構成的分壓電路。輸出電壓Vout的計算公式為:
Vout = Vref × (1 + R2/R1)
其中,Vref ≈ 1.25V。
所需元件清單:
1. AMS1117-ADJ穩壓芯片 × 1
2. 電阻:120Ω或240Ω(R1,建議使用1%精度金屬膜電阻) × 1
3. 可調電阻(電位器):10kΩ(R2) × 1(用于調節電壓)
4. 電解電容:10μF/25V(輸入濾波) × 1, 100μF/16V(輸出濾波) × 1
5. 陶瓷電容:0.1μF(104,輸入和輸出端高頻去耦,可選但推薦) × 2
6. 萬能電路板(洞洞板)或PCB板 × 1
7. 輸入電源接口(如DC插座或接線端子)
8. 輸出接口(如香蕉插座或接線端子)
9. 散熱片(如需輸出較大電流) × 1
10. 導線、焊錫等輔料
三、制作步驟
- 電路設計與布局: 在洞洞板上規劃好元件位置。建議將AMS1117放置在中間,輸入部分在左側,輸出部分在右側,電位器置于方便調節的位置。
- 焊接固定元件: 首先焊接AMS1117芯片(注意引腳順序:正面朝自己,從左至右為Adjust、Output、Input)。然后焊接固定電阻R1。
- 連接電位器: 將10kΩ電位器的三個引腳分別連接。通常,一端接AMS1117的Adjust腳,另一端接電路的GND(地),中間滑動端與Output腳相連(具體接法需確保符合 Vout 公式,滑動端與Output腳連接是常見接法)。
- 連接濾波電容: 在輸入腳(Vin)和GND之間焊接10μF電解電容(注意正負極)和0.1μF陶瓷電容。在輸出腳(Vout)和GND之間焊接100μF電解電容和0.1μF陶瓷電容。這些電容能有效濾除噪聲,提高穩定性。
- 連接輸入輸出接口: 將DC輸入插座的正負極分別連接到電路的Vin和GND。將輸出端子連接到電路的Vout和GND。
- 檢查與測試: 焊接完成后,仔細檢查有無短路、虛焊。首次上電務必謹慎! 建議使用一個限流電源或在輸入串聯一個1A保險絲。用萬用表測量輸出電壓,緩慢旋轉電位器,觀察電壓是否在約1.25V至12V(假設輸入15V)之間平滑變化。
四、注意事項與優化建議
- 輸入電壓范圍: 確保輸入電壓不超過AMS1117的最大耐壓(通常15V-20V),且至少比所需最高輸出電壓高1.5V以上。例如,想輸出5V,輸入至少需要7V。
- 散熱問題: 當輸出電流較大或輸入輸出電壓差較大時,芯片功耗(Pd = (Vin - Vout) × Iout)會很高,導致發熱嚴重。務必為AMS1117加裝合適的散熱片,甚至考慮使用小型風扇輔助散熱。
- 輸出精度與紋波: 這是一個簡易電源,其輸出電壓精度和紋波性能不如商用實驗室電源。但對于給單片機開發板、小型電路供電或實驗用途來說,通常足夠。
- 擴展功能(可選):
- 增加一個LED和限流電阻作為電源指示燈。
- 在輸出端增加一個電壓表頭,方便直觀讀數。
- 增加一個可調限流電路(例如用運放和采樣電阻),進階制作成更安全的穩壓電源。
五、
通過這個DIY項目,你不僅獲得了一個實用的可調電源,更重要的是實踐了從原理理解、元件選型到電路搭建與調試的完整過程。AMS1117方案簡單可靠,是電子新手邁出第一步的理想選擇。動手制作,享受電子DIY的樂趣吧!